如圖所示，頂角θ=45°，的金屬導軌MON固定在水平面內，導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中．一根與...

問題詳情：

如圖所示，頂角θ=45°，的金屬導軌 MON固定在水平面內，導軌處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中．一根與ON垂直的導體棒在水平外力作用下以恆定速度v0沿導軌MON向右滑動，導體棒的質量為m，導軌與導體棒單位長度的電阻均勻為r．導體棒與導軌接觸點的a和b，導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸．t=0時，導體棒位於頂角O處，求：

（1）t時刻流過導體棒的電流強度I和電流方向．

（2）導體棒作勻速直線運動時水平外力F的表示式．

（3）導體棒在0～t時間內產生的焦耳熱Q．

（4）若在t0時刻將外力F撤去，導體棒最終在導軌上靜止時的座標x．

【回答】

(1)  ，電流方向b→a  （2）  （3）  （4）

【解析】

（1）0到t時間內，導體棒的位移

 x＝t

t時刻，導體棒的長度    

l＝x

導體棒的電動勢       

 E＝Blv0

迴路總電阻  

電流強度為

 ，方向由b→a；

(2)安培力為

解得： ；

(3) t時刻導體的電功率

解得：

∵P∝t   ∴；

(4) 撤去外力後，設任意時刻t導體的座標為x，速度為v，取很短時間Δt 或很短距離Δx 在t～t+時間內，由動量定理得

  BIlΔt＝mΔv

掃過的面積

解得：

設滑行距離為d，則

即d2+2v0t0d－2ΔS＝0

解得：

．

知識點：法拉第電磁感應定律

題型：解答題